《微波網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)參量定義》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《微波網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)參量定義（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、5.3 微波網(wǎng)絡(luò)參量的定義,任何復(fù)雜的微波元件都可以用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)代替，并可用網(wǎng)絡(luò)端口參考面上選定的變量及其相互關(guān)系來(lái)描述特性。,如果網(wǎng)絡(luò)是線性的，則這些方程就是線性方程，方程中的系數(shù)完全由網(wǎng)絡(luò)本身確定，在網(wǎng)絡(luò)理論中將這些系數(shù)稱為網(wǎng)絡(luò)參量。,若選定端口參考面上的變量為電壓和電流，就得到 Z 參量、Y 參量和 A 參量；若選定端口參考面上的變量為入射波電壓和反射波電壓就得到 s 參量和 t 參量。,下面以二端口網(wǎng)絡(luò)為例逐一介紹。,1阻抗參量 Z (Z Parameter),圖 5.1 給出了二端口網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)端口電壓和電流的示意圖。,(1)端口參考面 T1 處的電壓為 V1，電流為 I1；(2)端口參
2、考面 T2 處的電壓為 V2，電流為 I2 。,阻抗參量是用兩個(gè)端口電流表示兩個(gè)端口電壓的參量,上式也可以表示為矩陣形式,也可簡(jiǎn)單表示為 V = Z I ,可見(jiàn)，由 Z 參量可將兩端口的電壓和電流聯(lián)系起來(lái)。 Z 參量是由電流來(lái)表示電壓的參量。,二端口網(wǎng)絡(luò)共有 4 個(gè)阻抗參量，分別定義如下：,T2 面開(kāi)路(I2 = 0)時(shí)， T1 面的輸入阻抗定義為,T1 面開(kāi)路(I1 = 0)時(shí)， T2 面的輸入阻抗定義為,T1 面開(kāi)路(I1 = 0)時(shí)，端口(2)至端口(1)的轉(zhuǎn)移阻抗為,T2 面開(kāi)路(I2 = 0)時(shí)，端口(1)至端口(2)的轉(zhuǎn)移阻抗為,唯一性定理： 如果一個(gè)封閉區(qū)域的邊界面上，切向電場(chǎng)或
3、切向磁場(chǎng)如果是確定的，則封閉區(qū)域內(nèi)部的電磁場(chǎng)唯一確定。 對(duì)于不均勻區(qū)的邊界就是網(wǎng)絡(luò)參考面， 根據(jù)上節(jié)關(guān)于模式電壓和模式電流的定義，其與參考面上的電壓、電流正比于切向電場(chǎng)和切向磁場(chǎng)幅度的函數(shù)，故參考面上的電流I1，I2,，.In確定了，則參考面上的電壓U1，U2,.Un也就確定了，反之亦然。,疊加定理： 如果不均勻區(qū)填充的是線性媒質(zhì)，則不均勻區(qū)等效為線性微波網(wǎng)絡(luò)。不管不均勻區(qū)有多復(fù)雜，各參考面上的場(chǎng)量之間呈現(xiàn)線性關(guān)系，即場(chǎng)量滿足疊加原理，與場(chǎng)量相對(duì)應(yīng)的電路量也滿足線性疊加關(guān)系。,唯一性定理和疊加定理,只考慮I1單獨(dú)作用，在1端口產(chǎn)生的電壓U1（1）=Z11I1,只考慮I1單獨(dú)作用，在1端口產(chǎn)生的
4、電壓U1（1）=Z11I1 只考慮I1單獨(dú)作用，在2端口產(chǎn)生的電壓U2（1）=Z21I1 只考慮I1單獨(dú)作用，在n端口產(chǎn)生的電壓Un（1）=Zn1I1,只考慮I2單獨(dú)作用，在1端口產(chǎn)生的電壓U1（2）=Z12I2 只考慮I2單獨(dú)作用，在2端口產(chǎn)生的電壓U2（2）=Z22I2 只考慮I2單獨(dú)作用，在n端口產(chǎn)生的電壓Un（2）=Zn2I2,唯一性定理和疊加定理,在微波網(wǎng)絡(luò)中，為了理論分析的普遍性，常把各端口電壓、電流對(duì)端口傳輸線的特性阻抗進(jìn)行歸一化。,若 T1 和 T2 參考面外接傳輸線的特性阻抗分別為 Z01、Z02，則以 Z01 作為參考阻抗對(duì) V1 和 I1 歸一化，以 Z02 作為參考阻抗
5、對(duì) V2 和 I2 歸一化 。,2、等效電壓、等效電流和阻抗的歸一化,2、等效電壓、等效電流和阻抗的歸一化,微波系統(tǒng)的許多特性取決于輸入阻抗和特性阻抗的比值。將這一比值定義為歸一化阻抗，即,與歸一化阻抗對(duì)應(yīng)的等效電壓 v 和等效電流 i 分別稱為歸一化等效電壓和歸一化等效電流。它們與非歸一化等效電壓 V、等效電流 I 的關(guān)系應(yīng)滿足功率相等條件及阻抗關(guān)系，即,求解上式得,上式中，兩個(gè)端口的歸一化電壓和電流分別為,而網(wǎng)絡(luò)的歸一化阻抗參量分別為,Z參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì) 對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：Z11=Z22 互易網(wǎng)絡(luò)：Z12=Z21 無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)：Zij為純虛數(shù)，i，j可相等,2導(dǎo)納參量 Y (Y Parameter),導(dǎo)
6、納參量是用兩個(gè)端口電壓表示兩個(gè)端口電流的參量,上式也可以用矩陣來(lái)表示,歸一化導(dǎo)納參量也可以表示為矩陣形式，即,由上式可以為導(dǎo)納參量做出定義。,T2 面短路(V2 = 0)時(shí)，T1 面的輸入導(dǎo)納定義為,T1 面短路(V1 = 0)時(shí)，T2 面的輸入導(dǎo)納定義為,T1 面短路(V1 = 0)，端口(2)至端口(1)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納為,T2 面短路(V2 = 0)，端口(1)至端口(2)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納為,比較 Z 參量和 Y 參量,注意：雖然兩種參量都是反映兩個(gè)端口電壓和電流關(guān)系之間的關(guān)系，但是對(duì)應(yīng)的元素卻不是互為倒數(shù)關(guān)系。,因?yàn)樽杩箙⒘渴窃趦蓚€(gè)端口分別開(kāi)路的前提下定義的；而導(dǎo)納參量是在兩個(gè)端口分別短路的前提下
7、定義的。,3轉(zhuǎn)移參量 A (A Parameter),在二端口網(wǎng)絡(luò)中，轉(zhuǎn)移參量是用端口(2)的電壓和電流表示端口(1)電壓和電流的參量,或用矩陣表示為,在端口(2)開(kāi)路(I2 = 0)時(shí)，定義電壓轉(zhuǎn)移系數(shù)為,在端口(2)短路(V2 = 0)時(shí)，定義電流轉(zhuǎn)移系數(shù)為,在端口(2)短路(V2 = 0)時(shí)，可定義轉(zhuǎn)移阻抗為,在端口(2)短路(V2 = 0)時(shí)，可定義轉(zhuǎn)移導(dǎo)納為,T2 面短路(V2 = 0)時(shí)的轉(zhuǎn)移阻抗,T1 面開(kāi)路(I1 = 0)時(shí)的轉(zhuǎn)移阻抗,T2 面開(kāi)路(I2 = 0)時(shí)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納,T1 面短路(V1 = 0)時(shí)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)納,兩種轉(zhuǎn)移阻抗不同；兩種轉(zhuǎn)移導(dǎo)納也不同。,用 Z01、Z02
8、對(duì) A 參量方程式歸一化得,歸一化 a 參量方程式也可以表示為矩陣形式，即,在微波電路的分析和綜合中，常用 A 參量來(lái)表示電路的各種性能指標(biāo)，如若在網(wǎng)絡(luò)輸出端的(2)端口連接負(fù)載阻抗為,的負(fù)載(I2 前的負(fù)號(hào)表示與圖 5-4 中的電流正方向相反)，則其輸入端(1)端口的輸入阻抗為,在微波電路的分析中，常用到二端口網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)常遇到級(jí)聯(lián)的問(wèn)題，求解級(jí)聯(lián)問(wèn)題，采用S、Z、Y參數(shù)都不方便。 A 參量特別適合處理級(jí)聯(lián)的問(wèn)題，上一級(jí)的輸出電流和電壓，恰好是下一級(jí)的輸入。,分析級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),注意：矩陣乘法不滿足交換律，故在矩陣相乘時(shí)，矩陣前后次序必須和級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的排列次序完全一致。,例1：求串聯(lián)阻抗Z，并聯(lián)導(dǎo)納Y
9、、理想變壓器的A矩陣。,1、串聯(lián)阻抗,Z,2、并聯(lián)導(dǎo)納,Y,3、理想變壓器,例2：求級(jí)聯(lián)矩陣的A矩陣參量,用Z參數(shù)表示A參數(shù),由（2）式得：,（2）式帶入（1）式得：,寫(xiě)成矩陣形式：,（3）,（4）,如果用Z參數(shù)來(lái)描述A參數(shù)，方程1，2轉(zhuǎn)化為3,4的形式,用A參數(shù)表示Z參數(shù),由（4）式得：,(5)式帶入（3）式得：,（3）,（4）,如果用A參數(shù)來(lái)描述Z參數(shù)，方程3,4轉(zhuǎn)化為1，2的形式,（5）,（6）,用A參數(shù)表示Z參數(shù),（6）,（5）,abcd是歸一化之后A參數(shù),比較1,6和2,5式,如果用A參數(shù)來(lái)描述Z參數(shù)，方程3,4轉(zhuǎn)化為1，2的形式,Z參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì) 對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：Z11=Z22 互易網(wǎng)絡(luò)： Z12=Z21 無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)：Z參量為純虛數(shù),A參數(shù)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì) 對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)：a=d 互易網(wǎng)絡(luò)：ad-bc=1 無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)：a和d為實(shí)數(shù)，b和c為純虛數(shù),
微波網(wǎng)絡(luò)微波網(wǎng)絡(luò)參量定義
